[發明專利]一種脫除氣體中的H2

有效

• 申請號: 202010896397.2
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112316655B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 朱道平;周志斌;余勇;陳園園;楊緒甲;宋麗
• 申請（專利權）人: 中石化南京化工研究院有限公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;C01B17/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

本發明屬氣體分離技術領域，提供了一種脫除氣體中的H₂S并回收硫黃的方法，包括以下步驟：步驟一：含硫氣體在常溫下通過吸附劑床層，其中的H₂S被吸附；步驟二：將吸附了H₂S的吸附劑床層加熱至一定的溫度后，向吸附劑床層通入SO₂，利用克勞斯原理，將所吸附的H₂S催化氧化成單質硫黃，完成吸附劑的再生，硫黃蒸氣從吸附劑床層出來后被冷卻成固體硫黃；步驟三：向再生后的吸附劑床層通入無硫氣體進行置換，置換結束后，吸附劑重新進行吸附脫硫，進入下一個循環。本發明提供的脫除氣體中的H₂S并回收硫黃的方法，流程簡單，較少公用工程配套，適應性廣，可以就地實現除氣體中的H₂S和硫回收，避免了采用其它脫硫方法需要將含硫氣體集中處理所帶來的泄漏風險。

技術領域

本發明屬氣體分離技術領域，具體涉及一種脫除氣體中H₂S并回收硫黃的方法。

背景技術

H₂S是一種劇毒、無色的可燃氣體，它廣泛存在于天然氣、合成氣（水煤氣、變換氣等）、石油及其加工業的原料氣(如催化干氣、焦化干氣、裂化氣、液化氣等)、焦爐氣等工業氣體中。

從氣體中脫除H₂S的方法有很多種，如烷基醇胺洗滌法、濕式氧化法，以及各種固體和液體脫硫劑。這些脫硫方法分別適用于不同含硫量的場合。

對于邊遠分散氣井以及人口稠密地區的含硫氣井，如采用烷基醇胺洗滌法集中處理存在較大的安全風險，而且需要較多的公用工程依托；如采用濕式氧化法處理，則需要較多的轉動設備，需要操作人員較多，且產生較多廢物；各種固體和液體脫硫劑則受到運行成本和三廢處理的限制。采用吸附法脫硫，處理這些氣體，具有流程簡單，較少公用工程依托等優點。

從上世紀60年代開始，采用分子篩脫除氣體中H₂S和有機硫開始實現了工業應用。分子篩是強極性的吸附劑，對極性、不飽和化合物以及易極化分子有很高的親和力。因此，分子篩對天然氣中組分的吸收強度與組分極性是密切相關的，一般按照水、甲硫醚、甲硫醇、H₂S、COS/CS₂、CO₂、N₂、CH₄依次遞減。分子篩用于天然氣凈化處理時通過分子直徑篩分和擇型選擇性原理，選擇性吸附極性或易極化的組分。由于分子篩的強極性及篩分原理，即使在H₂S低分壓下仍然具有較高的吸附容量。當含有較多分子量較大的有機硫時，可以選擇孔徑較大的分子篩，如13X，但孔徑變大后苯系物會共吸附于孔中，再生時易生焦而使分子篩形成“黑泥”，造成分子篩性能變差。另外，分子篩的強極性，造成分子篩會優先吸附水分子，雖然將天然氣脫水、降低了露點，但降低了分子篩有效的工作硫容量，尤其是在某些天然氣攜帶大量低礦水時，這也是分子篩脫硫應用少的一方面。

然而由于分子篩硫化物的吸附顯示出較強的吸附性質，其再生比較困難。再生使用無硫氣（在某些情況下也使用含硫氣）將析出的硫化物攜出，一般再生氣的溫度250~300℃。然而，再生過程中硫化物的解吸是不均勻的，隨著熱吹掃時間而變化。再生所得含硫氣的處理是整個分子篩脫硫工藝安排上的難點，再生氣中硫化物濃度的不均勻性更加加重了這一困難。

發明內容

1、所要解決的技術問題：

分子篩硫化物的吸附H₂S，再生比較困難，再生過程中硫化物的解吸是不均勻的，隨著熱吹掃時間而變化。再生所得含硫氣的處理是整個分子篩脫硫工藝安排上的難點，再生氣中硫化物濃度的不均勻性更加加重了這一困難。

2、技術方案：